农业需水量缺口加大 气候变化挑战农业用水安全

《气候变化国家评估报告》指出，到2020年我国平均气温可能升高1.3℃~2.1℃，政府间气候变化专门委员会和联合国粮农组织都将农业生产列为最易遭受气候变化影响的产业之一。作为农业生产的命脉，水资源尤其是农业用水受到的影响首当其冲——

近年来，气候变化问题已引起国际社会的广泛关注，而农业生产作为对气候变化最为敏感的产业之一，也受到科学界的高度关注。

科学研究更多聚焦于，气候变化对水供求和农业用水影响如何?对农业生产和粮食安全产生多大影响?农业和水利如何适应气候变化?

近日，在加拿大国际发展研究中心的资助下，由中国科学院农业政策研究中心主持的“中国华北平原和鄱阳湖地区气候变化下水资源及其适应性研究”项目完成，并于12月7日召开成果研讨会，重点讨论水资源和农业的适应性问题。

“我国正面临日益严重的水资源安全问题，而气候变化引发的水资源数量、质量、可利用量、时空分布格局以及需求量的变化更加剧了我国水资源安全的不确定性，这势必会使我国本已非常脆弱的水资源安全面临更大的挑战。”中科院农业政策研究中心主任、首席科学家黄季焜教授告诉《中国科学报》记者。

农业需水量缺口加大

众所周知，我国是农业大国，农业用水量需求较大。近年来，农业用水量占总用水量比例一直维持在60%以上，而我国旱灾普遍发生、河流日益萎缩导致农业用水量进一步紧缺。

数据显示，21世纪以来，我国年均受旱面积高达24012.9千公顷，占全年播种面积的15.5%;年均因旱成灾面积达到13926.8千公顷，占全年播种面积的9.0%。同时，在过去20年，流经河南、山东、河北、江苏、安徽5省的淮河、海河、黄河的地表径流分别减少15%、41%、15%。

黄季焜团队预测显示，到2030年，北方六大流域(松花江、辽河、淮河、海河、黄河和西北内陆流域)的径流都趋于减少，“所有流域的农业用水量都呈现上升趋势，还包括长江流域、珠江流域、东南和西南流域”。

与此同时，虽然我国农业用水量严重紧缺，但农业灌溉用水效率极低。中国工程院院士、中国农业大学中国农业水问题研究中心主任康绍忠曾在接受《中国科学报》记者采访时表示，我国的灌溉水有效利用率仅为52%，远远低于节水先进国家70%~80%的水平。

以河南省为例，作为农业大省，河南省是严重的缺水省份，虽然生产的粮食占全国粮食总产量的近10%，但人均水资源量不足400立方米，是全国平均水平的五分之一，且农业用水总量呈逐年上升趋势。

河南省农业厅总经济师魏仲生介绍，气候变化后，大气降水减少，江河流量下降，干旱期延长，农业灌溉用水增加等，不仅造成多方面的生态环境问题，而且直接影响了农作物品种、品质和农业的效益。

“在不考虑气候变化和水资源利用效率的情况下，到2030年所有流域的水供需缺口都较明显，而气候变化将进一步加剧许多流域水资源缺口。”黄季焜说。

黄季焜以黄河流域水资源供求状况为例，由于需水总量增加，2030年黄河流域水资源的供需缺口将达到276亿立方米，占需水总量的比例将从2010年的14%增加到2030年的42%。

适应能力差异大

事实上，气候变化加快，特别是极端气候的出现导致了农业用水缺口进一步加大，对农作物播种面积、灌溉面积、种植结构、单产、农产品贸易等将会产生一定影响。

2006~2010年，黄河流域作物年均播种面积1672万公顷，占全国播种面的11%，其中灌溉面积占总播种面积的50%，低于全国平均水平(56%)。从作物平均单产看，黄河流域的水稻、大豆、油料作物和蔬菜的产量高于全国平均水平，而小麦、玉米、糖类作物、棉花等产量低于全国平均水平。

黄季焜根据模型预测，在保持总播种面积不变情况下，到2030年，黄河流域的灌溉面积将减少0.18%，相应雨养面积增加0.18%，作物单产和总产量均降低1.16%。

2010~2012年，黄季焜团队基于全国9个省份大规模村级调研发现，地下水灌溉供给充足的省份之间也有一定差异，尤其是从可靠供水的机井比例来度量，差异性更明显。例如，可以得到可靠供水的机井比例在江西为99%，山东为87%，但云南仅为46%。

“总体上看，74%的农作物播种面积可以获得可靠的地下水供给，但区域差异明显。”黄季焜告诉记者。

据了解，在适应水资源的措施中，包括工程措施和非工程措施，其中工程措施包括新建或维护水库、大坝、水井、地下管道等，非工程措施包括节水技术、农田管理、风险管理等。

“调研发现，正常年份和受灾年份工程措施采用得情况差不多，但非工程措施中的农田管理在受灾年份受农户的关注度较高。”黄季焜表示。

此外，黄季焜研究表明，不同收入的农户对气候变化的适应能力也有较大差异。“贫困农户的适应能力更弱，同样认为干旱严重的农民中，高收入组的农民更倾向于采用工程性措施，低收入农户更倾向于采用抗旱品种。”

然而，不同的措施会有不同的抗旱效果，在粮食减产中也发挥不同的作用。以水稻适应性措施为例，在抵御极端气候风险的成效，即减少单产损失率方面，农田管理为73%，抗旱品种为54%，灌溉频率为47%。

“低收入农户因农作物受损价值占家庭财产的比例高达21%，而高收入农户这一比例仅为2%。”黄季焜说。

向“绿色发展”靠近

针对研究得出的主要结论，黄季焜也提出了政策意见。如建议把贫困农户适应气候变化纳入国家适应气候变化和反贫困规划，完善国内市场价格形成机制能有效缓解气候变化对中国农业的影响等。

在农业部农村经济体制与经营管理司司长张红宇看来，气候变化对农业用水的影响非常深远。他说，从今年春天政治局会议上提出的“绿色化”概念，到十八届五中全会上“绿色”理念高度融入未来五年直至更久的发展规划之中，绿色发展正得到前所未有的重视。

“但要实现绿色发展需要方方面面的努力，既需要减少工业里的废气废水废渣的排放，也希望在农业方面对绿色发展有所贡献，目前‘一控两减三基本’已有绿色发展的含义，而‘控’就是控制农业过度用水。”张红宇表示，水资源本身就是构成绿色发展的重要议题。

“目前，产业政策有很大调整，过去更多支持生产，鼓励生产;现在还考虑让相关产业退出的政策，如休耕与轮作，这与水资源减少高度切合。”张红宇介绍，在河北的邯郸、沧州、衡水、石家庄等地已经有所变化，如少种一亩小麦补偿农户500元。

长期从事农业投资的财政部农业综合开发办处长王兰英认为，课题在研究中应当考虑一些有针对性的政策建议，比如说在供水能力有限的情况下，最大的可耕作作物面积是多少，“研究结果能不能给出一个限制?”

“课题目的是提出相关政策建议，在两种资源、两个市场情况下如何节约水资源，要跟农业发展方向、比较优势联系起来考虑。”张红宇建议道。